DE630265C

DE630265C - Safety valve with auxiliary control and main valve

Info

Publication number: DE630265C
Application number: DEM130668D
Authority: DE
Inventors: Karl Bischoff; Friedrich Wempe
Original assignee: MASCH und ARMATURENFABRIK VOR
Current assignee: MASCH und ARMATURENFABRIK VOR
Priority date: 1935-04-07
Filing date: 1935-04-07
Publication date: 1936-05-25

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsventil mit Hilfssteuer- und Hauptventil und über dem Hauptventil liegender Druckkammer. Diese Ventile arbeiten in der Weise, daß der Hauptkegel sofort auf den ganzen Hub Öffnet, nachdem das HilfsSteuerventil beim Erreichen des Kesselabblasedruckes sich geöffnet hat. Hieraus ergibt sich die unerwünschte Erscheinung, daß bei einer geringen Dampfmehrerzeugung, z. B. von wenigen Hundertteilen über der Dampf entnahme, bei dem starken Abblasen des Hauptventils der Kesseldruck schnell absinkt und infolgedessen das Hilfssteuerventil und das Hauptventil sich schnell wieder schließen, aber, da die Ursache der Dampfmehrerzeugung noch nicht beseitigt ist, sich alsbald wieder öffnen.The invention relates to a safety valve with auxiliary control and main valve and Pressure chamber above the main valve. These valves work in the way that the main cone opens immediately after the auxiliary control valve opened when the boiler blow-off pressure was reached. This results in the undesirable one Appearance that with a small increase in steam generation, z. B. from a few Hundreds of parts over the steam withdrawal, with the strong blow-off of the main valve the boiler pressure drops quickly and, as a result, the auxiliary control valve and the main valve close again quickly, but, since the cause of the increased steam generation has not yet been eliminated, they close again immediately to open.

Um zu verhindern, daß zu große Dampf-To prevent excessive steam

ao mengen, die in keinem Verhältnis zu der überschüssigen Dampferzeugung stehen, abblasen und damit das wiederholte Arbeiten des Sicherheitsventils zu vermeiden, ist nach der Erfindung das Hauptventil als Mehrfachventil mit in der Leitung zum Hilfssteuerventil hintereinandergeschalteten Druckkammern derart ausgebildet, daß die Ventilkegel nacheinander zum Abblasen gelangen. Es werden dann bei geringer Mehrerzeugung des Dampfes z. B. ein Hauptkegel, bei größerer Mehrerzeugung des Dampfes zwei Hauptkegel usw. geöffnet. Jeder Dampfmehrerzeugung entspricht also eine gewisse' Abblasemenge. Blow off ao amounts that are out of proportion to the excess steam generation and thus to avoid the repeated work of the safety valve, is according to of the invention, the main valve as a multiple valve with in the line to the auxiliary control valve Pressure chambers connected in series are designed in such a way that the valve cones are blown off one after the other. There are then with a small additional generation of steam z. B. a main cone, with larger Additional generation of steam two main cones, etc. open. Every more steam generation thus corresponds to a certain amount of blow-off.

Es ist bekannt, mehrere Sicherheitsventile auf verschiedene Abblasedrucke einzustellen. Dies ist bei einfachen feder- oder gewichtsbelasteten Sicherheitsventilen ohne weiteres durchführbar, indem die Kegelbelastung der Sicherheitsventile auf verschiedenen Druck eingestellt wird. Bei dem Sicherheitsventil mit Hilfssteuerventil nach der Erfindung sind jedoch die hintereinandergeschalteten Hauptkegel durch den in der Druckkammer herrschenden Kesseldruck belastet, und ihr Öffnen ist davon abhängig, daß ein entsprechender Druckabfall in den Druckkammern eintritt. Je nach den verschieden großen Dampfmengen, die das geöffnete Hilfssteuerventil abblasen läßt, werden die zu den einzelnen Hauptventilen gehörenden Druckräume nacheinander druckentlastet und die Hauptventile dadurch staffelartig geöffnet.It is known to set several safety valves to different blow-off pressures. This is straightforward with simple spring-loaded or weight-loaded safety valves feasible by setting the cone loading of the safety valves to different pressures is set. In the safety valve with auxiliary control valve according to the invention however, the main cones connected in series through the one prevailing in the pressure chamber Boiler pressure loaded, and its opening is dependent on a corresponding Pressure drop occurs in the pressure chambers. Depending on the different amounts of steam, which allows the opened auxiliary control valve to blow off, the pressure chambers belonging to the individual main valves become one after the other relieved of pressure and the main valves opened in a staggered manner.

Vorteilhaft wird der größere Teil der Belastung des Hilfssteuerventils durch ein Gewicht und der Rest der erforderlichen Belastung durch eine Feder mit beim Ventilhub geringer Änderung des Federdruckes bewirkt. Bei rein federbelastetem Sicherheitsventil entspricht jedem Überdruck über demThe greater part of the load on the auxiliary control valve is advantageously due to a weight and the remainder of the required load is effected by a spring with a slight change in the spring pressure during the valve stroke. In the case of a purely spring-loaded safety valve, each overpressure corresponds to

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker indicated the following as the inventors:

Friedrich Wempe und Karl Bischoff in Magdeburg-Buckau.Friedrich Wempe and Karl Bischoff in Magdeburg-Buckau.

Abblasedruck theoretisch, ein bestimmter freier Ausblasequerschnitt des Ventils. Jedem Ventilhub entspricht daher ein errechenbarer Überdruck über dem normalen Abblasedrucjfc^ Es ist aber nicht erwünscht, hohe Drujfp steigerung bei voller Ausblasemenge zu habet Bei einem rein gewichtsbelasteten Ventil? öffnet der Ventilkegel theoretisch, wenn man den störenden Einfluß der Vorgänge in dem ίο Querschnitt zwischen Ventilsitz und Kegel vernachlässigt, auf den vollen Querschnitt. Durch eine Vereinigung beider Einrichtungen kann man daher ein Ventil schaffen, bei welchem die volle Ausblasedampfmenge bei verhältnismäßig geringem Dampfüberdruck über dem Abblasedruck erreicht wird. Hierzu muß man eine weiche Feder mit geringer Änderung des Federdruckes bei dem erforderlichen Federweg wählen. Der größere Teil der ,Ventilkegelbelastung, etwa 60 bis 90 o/_o, wird beispielsweise durch das Gewicht erzeugt, während der Rest der notwendigen Ventilkegelbelastung durch die weiche Schraubenfeder erzeugt wird. Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Theoretical blow-off pressure, a certain free blow-off cross-section of the valve. Each valve stroke therefore corresponds to a calculable overpressure above the normal blow-off pressure. Theoretically, the valve cone opens, if one neglects the disruptive influence of the processes in the ίο cross-section between valve seat and cone, on the full cross-section. By combining the two devices, a valve can therefore be created in which the full amount of blow-out steam is achieved with a relatively low excess steam pressure above the blow-off pressure. To do this, you have to choose a soft spring with little change in spring pressure for the required spring travel. The greater part of the valve cone load, about 60 to 90 o / _o , is generated, for example, by weight, while the remainder of the necessary valve cone load is generated by the soft helical spring. An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing.

Abb. ι ist ein Längsschnitt durch das Hauptventü und das Hilfsventil. Abb. 2 ist ein Querschnitt durch ein Hauptventil nach Linie A-B der Abb. 1.Fig. Ι is a longitudinal section through the main valve and the auxiliary valve. Fig. 2 is a cross section through a main valve along line AB of Fig. 1.

Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel sind drei Hauptventile I, II, III in einem gemeinsamen Gehäuse 4 angeordnet. In diesem Gehäuse sind durch Zwischenwände 5,6 die drei zu den Hauptventilen gehörigen Dampfräume abgeteilt. An der Seite, wo sich das Hauptventil I befindet, ist außerhalb des eigentlichen Gehäuses 4 das Gehäuse 7 des Hilfssteuerventils angeordnet. An der dem Hilfssteuerventil entgegengesetzten Seite des Gehäuses 4 ist die Steuerdampfleitung 8 angeschlossen, die in die Druckkammer über dem Hauptventilkegel III führt. Von dieser Kammer führt eine Bohrung 9 der Zwischenwand 6 zur Druckkammer über dem Ventilkegel II und von diesem eine Bohrung 10 in der Zwischenwand 5 zur Druckkammer über dem Ventilkegel I. Diese Druckkammer steht durch eine Bohrung 12 in der Wand des Gehäuses 4 mit einer Kammer 13 des Gehäuses 7 des Hilfssteuerventils in Verbindung. Die Durchflußquerschnitte der Bohrungen 9, 10 und 12 sind zunehmend größer. Von der Kammer 13 des Hilfssteuerventils führt eine Austrittsöffnung 14 ins Freie. Diese Öffnung ist in der Regel durch den Kegel 15 des Hilfssteuerventils abgeschlossen. Der am Rande der Öffnung angeordnete Sitz des Ventilkegels 15 ist mit 16 und ein mit dem Ventilkegel verbundener Steuer- und Ausgleichkolben mit 17 bezeichnet. Unter den Steuerkolben 17 führt eine ,.Leitung 18, die mit einer Stelle möglichst :-$pn Strömungen nicht beeinflußten Druckes *-cf§s Druckraumes des Kessels oder der zu .*s|ehernden Rohrleitung in Verbindung steht. -^η:ΐ Der Ventilkegel ist durch ein an einem Belastungshebel 19 angreifendes Gewicht 20 und zusätzlich durch eine weiche Schraubenfeder 21 belastet. Diese Feder 21 sitzt auf einer Spindel 22, die sich gegen den Ventilkegel 15 stützt und in einer Führung der Ventilhaube 23 verschiebbar ist. Die Feder 21 ist zwischen einem auf der' Spindel 22 befestigten Federteller 24 und einem an der Ventilhaube 23 einstellbar angeordneten Federteller 25 eingespannt. Die Belastung des Ventils durch das Gewicht 20 und die Feder 21 ist so gewählt, daß sie dem auf den .Steuerkolben 17 ausgeübten Dampfdruck das Gleichgewicht hält. Die nach der Kammer 13 zu gelegenen Flächen des Ventilkegels 15 und des Steuerkolbens 17 sind vollkommen gegeneinander entlastet, so daß das Hilfssteuerventil einerseits nur von dem Kesseldruck und andererseits nur von der Gewichts- und Federbelastung beeinflußt wird.In the illustrated embodiment, three main valves I, II, III are arranged in a common housing 4. In this housing, the three steam chambers belonging to the main valves are partitioned off by partition walls 5, 6. On the side where the main valve I is located, the housing 7 of the auxiliary control valve is arranged outside the actual housing 4. The control steam line 8, which leads into the pressure chamber above the main valve cone III, is connected to the side of the housing 4 opposite the auxiliary control valve. From this chamber, a bore 9 in the partition 6 leads to the pressure chamber above the valve cone II and from this a bore 10 in the partition 5 leads to the pressure chamber above the valve cone I. This pressure chamber stands through a bore 12 in the wall of the housing 4 with a chamber 13 of the housing 7 of the auxiliary control valve in connection. The flow cross-sections of the bores 9, 10 and 12 are increasingly larger. An outlet opening 14 leads from the chamber 13 of the auxiliary control valve to the outside. This opening is usually closed by the cone 15 of the auxiliary control valve. The seat of the valve cone 15 arranged at the edge of the opening is denoted by 16 and a control and compensating piston connected to the valve cone is denoted by 17. A line 18 leads under the control piston 17, which is connected to one point as far as possible: - $ pn flows of unaffected pressure * -cf§s pressure chamber of the boiler or the connecting pipeline. - ^{η: ΐ} The valve cone is loaded by a weight 20 acting on a loading lever 19 and additionally by a soft helical spring 21. This spring 21 is seated on a spindle 22 which is supported against the valve cone 15 and is displaceable in a guide of the valve cover 23. The spring 21 is clamped between a spring plate 24 fastened on the spindle 22 and a spring plate 25 which is adjustably arranged on the valve cover 23. The loading of the valve by the weight 20 and the spring 21 is chosen so that it keeps the steam pressure exerted on the control piston 17 in equilibrium. The surfaces of the valve cone 15 and the control piston 17 located after the chamber 13 are completely relieved of one another, so that the auxiliary control valve is only influenced by the boiler pressure on the one hand and only by the weight and spring loading on the other.

Jeder der drei Hauptventilkegel ist zwisehen einem Kesselstutzen 26 und einem Ausblasestutzen 27 angeordnet. Die Ventilkegel sind als topfförmige Stufenkolben 28 mit überstehendem Rand 29 ausgebildet. Um den Sitz 30 des Ventils 28 ist ein Rand 31 in der Weise hochgezogen, daß eine das Ventil umgebende Rille 32 entsteht, in der sich Niederschlagswasser ansammeln kann. Die Druckkammer 33 über dem Stufenkolben ist nach oben durch einen Deckel 34 abgeschlossen. Der zylindrische Mantel des Stufenkolbens 28 ist am Boden 35 und sein überstehender Rand 29 an der Wandung 36 der Kammer 33 geführt. Die Führung im Boden 35 kann so viel Spiel haben, daß Dampf von dem Kesselstutzen unter den Rand 29 des Stufenkolbens treten kann.Each of the three main valve cones is between a boiler port 26 and a discharge port 27 arranged. The valve cones are designed as cup-shaped stepped pistons 28 protruding edge 29 formed. To the seat 30 of the valve 28 is a rim 31 in the Pulled up way that a groove 32 surrounding the valve is formed in which rainwater is can accumulate. The pressure chamber 33 above the stepped piston is closed at the top by a cover 34. The cylindrical jacket of the stepped piston 28 is at the bottom 35 and its protruding Edge 29 is guided on the wall 36 of the chamber 33. The guide in the bottom 35 can have so much play that steam from the Boiler nozzle can come under the edge 29 of the stepped piston.

Die Durchmesser der Stufenkolben 28 der Hauptsteuerventile I, II, III sind z. B. verschieden groß, so daß sie beim Öffnen verschieden große Ausblasequerschnitte freigeben, und zwar das Ventil I den kleinsten, das Ventil II einen größeren Querschnitt usf. Entsprechend ist die Ausladung des vorstehenden Randes 29 des Stufenkolbens und damit die auf Öffnen wirkende Ringkolbenfläche bei dem ersten Ventil größer als bei dem folgenden usf. Diese Verschiedenheit der wirksamen Kolbenfläche wirkt sich so aus, daß der nach oben wirkende Überdruck, der durch Dampf von Kesselspannung gegen den über dem Kolben herrschenden kleinerenThe diameter of the stepped piston 28 of the main control valves I, II, III are, for. B. different large, so that when opening they release different sized blow-out cross-sections, namely the valve I the smallest, the valve II has a larger cross-section and so on. The projection of the above is accordingly Edge 29 of the stepped piston and thus the annular piston surface that acts on opening larger for the first valve than for the following, etc. This difference in the effective piston area has the same effect from that the upward acting overpressure counteracted by steam from boiler voltage the smaller one prevailing above the piston

Druck hervorgerufen wird, beim Ventil I am größten und bei den Ventilen II und III staffelweise kleiner wird. Infolgedessen öffnet das Ventil I bereits bei einer geringeren Ent; spannung des Steuerdampfes über dem Körben als das Ventil II usw. Dadurch wirft*" das gewünschte staffelweise Öffnen der Hauptventilkegel und die Abstufung der Ausblasemenge entsprechend der jeweils vorliegenden Übererzeugung von Dampf gesichert.Pressure is generated, with valve I greatest and with valves II and III is gradually getting smaller. As a result, the valve I opens at a lower Ent; voltage of the control steam over the baskets than valve II etc. This causes * "the desired staggered opening of the main valve cone and the gradation of the blow-out quantity is ensured in accordance with the respective over-generation of steam.

An der Kammer 13 des HilfsSteuerventils ist eine Rohrleitung 37 vorgesehen, in welcher an beliebiger Stelle, z. B. am Heizerstand, ein Absperrventil eingebaut ist, um von einem beliebigen Standort aus den Druck in dem Raum 13 herabsetzen zu können.-Mittels dieser Vorrichtung kann das Hilfssteuerventil geöffnet und der Kessel zum Abblasen ge-At the chamber 13 of the auxiliary control valve, a pipe 37 is provided in which at any point, e.g. B. at the heater, a shut-off valve is installed to by to be able to lower the pressure in the room 13 at any location With this device, the pilot valve can be opened and the boiler can be blown off.

. bracht werden, auch wenn der Abblasedruck. be brought, even if the blow-off pressure

ao nicht erreicht ist. Zweckmäßig gibt man der zu dem Entlastungsventil für die Fernbetätigung des Sicherheitsventils führenden Rohrleitung 37 einen so großen Rauminhalt, daß unter allen Umständen eine genügende Dämpfung der Ventilbewegung erreicht wird und ein Schlagen beim Öffnen und Schließen vermieden ist. Diese ferngesteuerte Vorrichtung könnte gegebenenfalls anstatt in Verbindung mit dem Hilfssteuerventil auch an dem Steuerdampfraum des Hauptventils angeordnet werden.ao is not reached. Appropriately, one gives the to the relief valve for the remote control the pipe 37 leading to the safety valve has such a large volume, that sufficient damping of the valve movement is achieved under all circumstances and hitting when opening and closing is avoided. This remote controlled device could possibly also instead of in connection with the auxiliary control valve be arranged on the control steam chamber of the main valve.

Claims

Patent claims:

./ ,, ι. Safety valve with Miscellaneous control and \ _"<v main valve and the main valve. Reclining pressure chamber, characterized marked *"'· characterized in that the main valve as a multiple valve (I, II, III) connected in series in the line to the auxiliary control valve (7) pressure chambers is designed in such a way that the valve cones (I, II, III) are blown off one after the other.

2. Safety valve according to claim 1, characterized in that the when Open-acting annular piston surface of the auxiliary valve designed as a stepped piston (7) closer main valve is larger than that of a further one.

3. Safety valve according to claim 1 and 2, characterized in that the largest diameter (26) of all stepped pistons the same and the largest possible free Blow-out cross-section (30) of the individual main valves is of different sizes.

4. Safety valve according to claim 1, characterized in that the larger Part of the load on the auxiliary control valve (15) by a weight (20) and the The rest of the load required by a spring (21) is less when the valve is lifted Change in the spring pressure is effected.

1 sheet of drawings